La medición de espesores y la detección de discontinuidades en los materiales son unas de las principales aplicaciones del ultrasonido en los ensayos no destructivos. Como técnicas preventivas y predictivas de mantención son una fuente confiable de información para la correcta toma de decisiones, por esta razón es que se estimó conveniente diseñar una experiencia de laboratorio que permita al usuario desarrollar sus capacidades en el ultrasonido, además del conocimiento que estas permiten adquirir en la interpretación de la información expuesta a medida que avanza la experiencia.
Al finalizar la experiencia el usuario será capaz de identificar ecos de fondo indicadores de espesor en el material, comparar los valores obtenidos mediante la inspección ultrasónica con los valores medidos con un pie de metro. A la vez también será capaz de comprender la importancia de establecer un rango adecuado de visión de la señal en la pantalla del Epoch 1000i, para identificar los ecos de fondo del material.
Siguiendo con la experiencia el usuario será capaz de detectar, analizar e interpretar una discontinuidad existente en el material, diseñada con este propósito dentro la probeta 1, estableciendo la distancia entre esta discontinuidad y la superficie de contacto con el transductor y verificando la veracidad de la medición comparando el resultado con las dimensiones conocidas de la pieza bajo inspección y de la discontinuidad integrada en ella. Teniendo en cuenta que para realizar cualquier inspección ultrasónica sobre un material, primeramente es necesario realizar la calibración del equipo con los componentes que se utilizarán, para ello se hizo efectivo el uso de la calibración efectuada en la experiencia anterior, la cual fue guardada en el Epoch 1000i.
Con el fin de obtener un parámetro de comparación para esta inspección, se ejecutó la medición manual de todos los espesores de la probeta 1 con un pie de metro. Las dimensiones obtenidas para el largo, ancho y alto fueron 29.7, 52 y 101,1 mm respectivamente como se aprecia en la figura 5.26.
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Figura 5.26. Probeta 1 medida con pie de metro.
Una vez determinadas las dimensiones de la pieza bajo ensayo se procedió a configurar el Epoch 1000i de manera apropiada considerando los elementos que se utilizaron para esta inspección, iniciando la configuración con los parámetros correspondientes al transductor seleccionado para esta operación.
El transductor que se utilizó en esta ocasión fue el Olympus A109S de 5MHz, el cual fue conectado al Epoch 1000i por medio de un cable conector Olympus BCM-74-6 y acoplado a la superficie del transductor administrando una pequeña capa de gel acoplante.
La configuración correcta del Epoch 1000i fue realizada por medio de una simple operación, invocando la calibración guardada anteriormente para esta situación particular, sencillamente digitando [RECALL SETUP] y seleccionando el archivo CalP1 que contenía dicha calibración.
Ya de lleno en la inspección fue necesario ajustar el rango de la señal observada en pantalla, digitando [RANGE] y estableciendo un rango apropiado para cada dimensión de la probeta, observando que a mayor rango, se notaron en pantalla, mayor cantidad de peaks,
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igualmente distanciados entre cada uno y que su amplitud decaía con el tiempo. Ante estas observaciones se determinó que cada uno de estos peaks correspondía a los ecos de la pared de fondo, y se registró el valor mostrado en pantalla para el espesor de la probeta en ese punto exacto, el cual fue de 29,72 mm.
Al acoplar el transductor sobre las dos superficies restantes en esta parte de la experiencia, se ajustó el rango de forma tal que se pudo apreciar a lo menos 2 peaks igualmente distanciados que evidenciaran que se estaba en presencia de un eco de fondo. Cabe mencionar que en el distanciamiento entre amplitudes se consideró la distancia entre el primer peak de entrada de la señal, y el primer peak de eco de fondo, para junto con las distancias siguientes y peaks, identificar para luego evaluar e interpretar el eco de fondo correspondiente al espesor.
En la figura 5.27 se muestran los resultados de la inspección, en ella se observa que la medición de espesores faltantes arrojó los valores 52.06 y 101.12 mm respectivamente. Si se comparan estos resultados con los valores obtenidos en la medición con pie de metro se comprueba que efectivamente los peaks seleccionados indicaron los espesores del material, además se aprecia que la diferencia entre las dos mediciones para cada espesor es mínima, margen atribuible a diferentes causas como, margen de error del Epoch 1000i, superficies de la probeta no paralelas, pequeño grado de permeabilidad en el acople transductor- probeta, o por otro lado, al margen de error en la medición manual con el pie de metro. No obstante, se consideró correcta la medición en esta etapa de la experiencia, considerando la gran cercanía entre las dos mediciones.
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Figura 5.27. Medición de espesores de probeta 1.
Habiendo cumplido con el primer objetivo de esta experiencia, se procedió a fijar el interés en el barreno lateral, dispuesto para su estudio en la probeta 1, del cual se conocían las distancias aproximadas desde su ortocentro a la superficie de cada lado del material. También se poseía información acerca del diámetro del barreno lateral, ya que el diseño de él contemplo un diámetro de 3 mm.
El procedimiento de inspección de la detección de la discontinuidad y su profundidad, se efectuó sin cambiar el transductor o la calibración, ya que se trata del mismo material. Se acoplo el transductor a los 4 lados de la probeta dirigiendo el haz ultrasónico hacia la discontinuidad visible como se muestra en la figura 5.28. En este momento se apreció una notable diferencia en los peaks de la señal, los cuales a diferencia de los observados en la medición de espesor, no necesariamente decaían con el tiempo. Por lo cual se analizó la forma del peak, así como también su amplitud y ubicación.
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Figura 5.28. Posicionamiento de transductor en probeta 1 dirigido a discontinuidad a distintas profundidades.
Para determinar cual amplitud correspondía a la señal proveniente de la discontinuidad, se consideró primeramente, el valor de referencia de la distancia desde la superficie hasta el barreno, que era conocido. Con esto se situó la puerta 1 sobre el peak ubicado en esta cercanía y se comprobó que la amplitud medida correspondía a la de la señal proveniente del eco causado por la discontinuidad, junto a ello se observó que en cada caso, el peak se encontraba a una distancia menor que la del primer eco de fondo de pared, apreciación que aumentó la confianza en la decisión.
Los valores obtenidos en esta inspección son respectivamente 9.43, 19.09, 40.81 y 79.27, además se muestran en la figura 5.29, también de ellos se puede apreciar que están en una relación aproximada de 1:2:4:8, lo que corresponde a la intención al momento de diseñar la pieza para la inspección.
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Figura 5.29. Medición de discontinuidad en probeta 1 a distintas profundidades.